O czym pamiętać w instalacji elektrycznej? Część 1

Budujesz, dom lub remontujesz mieszkanie? Zastanów się o czym zapomniałeś podczas planowania lub wykonywania instalacji elektrycznej?

Kontynuuję temat, który omawiałem w artykule: Ile za elektryka, czyli za co płacisz elektrykowi?

Omówione zostały elementy prawem wymagane w każdej nowo wykonywanej, lub przebudowywanej instalacji elektrycznej zarówno w budownictwie jednorodzinnym jak i wielorodzinnym. Były to:

• uziemienie,
• oprzewodowanie,
• zabezpieczenia przed dotykiem, pyłem i płynami,
• zabezpieczenia nadprądowe,
• zabezpieczenia różnicowoprądowe,
• zabezpieczenia różnicowo-nadpradowe,
• ograniczniki przepięć,
• ograniczniki przepięć instalacji teletechnicznych,
• wyrównanie potencjałów.

W tym artykule omówię

Elementy, które często występują w budownictwie jednorodzinnym i instalacji elektrycznej:

• zewnętrzną instalację odgromową,
• zabezpieczenie przed zanikiem napięcia,
• zabezpieczenie przed iskrzeniem,
• instalację antenową TV; TV-SAT.
• LAN (lokalna, domowa sieć komputerowa).
• WLAN (bezprzewodowa lokalna sieć komputerowa np. Wi-Fi).

Kolejny artykuł, dotyczyć będzie elementów instalacji elektrycznej takich jak:

• domofon,
• wideodomofon,
• monitoring.
• Zewnętrzne rolety sterowane elektrycznie,
• bramy sterowane elektrycznie,
• wentylacja, 
• alarm,
• kontrola dostępu.

Nie są to obowiązkowe narzucone prawem elementy instalacji elektrycznej (dotyczy budownictwa jednorodzinnego).

Wiele osób powie, że elementy te nie zaliczają się do instalacji elektrycznej, lecz patrząc od strony osoby, która nie zna się na elektryce a buduje dom, powyższe zagadnienia często kojarzone są z „elektrykiem” i często są wykonywane właśnie przez elektryka w ramach szeroko pojętej instalacji elektrycznej. Uważam, że nie zaszkodzi krótko je omówić.

Instalacja odgromowa

Zacząć trzeba od podstawowego zagadnienia. Większość elektryków w ramach wykonywanej instalacji elektrycznej wykonuje tylko niewielki fragment instalacji odgromowej.

Dlaczego?

Wraz z rozwojem technologii bardzo mocno zmieniły się wymogi techniczne a co za tym idzie przepisy prawne.

Zobacz, duża część elektryków mówiąc, że wykona instalację odgromową ma na myśli starą, nie obowiązującą już definicję:

Kiedyś: OBECNIE NIE OBOWIĄZUJE	Obecnie: OBOWIĄZUJE
Instalacja piorunochronna zespół elementów konstrukcyjnych budynku i elementów zainstalowanych na budynku, odpowiednio połączonych, wykorzystywanych do ochrony odgromowej.	LPS – urządzenie piorunochronne kompletne urządzenie stosowane do redukcji szkód fizycznych powodowanych wyładowaniami piorunowymi w obiekt, składa się z zewnętrznego i wewnętrznego urządzenia piorunochronnego.
Podstawa prawna: Dz.U.1999.74.836	Podstawa prawna: PN-EN 62305-1:2011

Obecnie ochrona odgromowa ma zapewniać:

• Ochronę obiektów przed uszkodzeniami fizycznymi.
• Ochronę istot żywych przed napięciami dotykowymi i rażeniowymi.
• Ochronę przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym i przepięciami.
• Ochronę przed zakłóceniami elektromagnetycznymi (kompatybilność elektromagnetyczna).

Upraszczając dla osób nie będących elektrykami

Kiedyś instalacja odgromowa to były: druty na dachu, na ścianach i uziemienie.
Obecnie instalacja odgromowa LPS (nierozłącznie) składa się z:

• LPS zewnętrznego czyli: druty na dachu, ścianach i uziemienie.
• LPS wewnętrznego, który składa się z:
  • ochrony przeciwprzepięciowej zasilania i sygnałów,
  • ochrony przed napięciami rażeniowymi (dotykowymi i krokowymi),
  • kompatybilności elektromagnetycznej EMC.

Wykonanie tylko LPS zewnętrznego (zewnętrznej instalacji odgromowej), w przypadku uderzenia pioruna chroni budynek przed uszkodzeniami, ale nie zabezpiecza w żaden sposób urządzeń elektrycznych i elektronicznych znajdujących się w budynku.

Odstęp izolacyjny

Ważne aby instalator przestrzegał minimalnego odstępu izolacyjnego pomiędzy elementami instalacji odgromowej a przewodami instalacji elektrycznej lub teletechicznej (anteny, internet, monitoring…).

…Oceniając wymagane odstępy izolacyjne należy uwzględnić:

• parametry prądu piorunowego,
• rodzaj materiału izolacyjnego jaki występuje pomiędzy chronionym urządzeniem a elementem z prądem piorunowym w miejscu zbliżenia
• podział prądu piorunowego w przewodach urządzenia piorunochronnego lub w przewodzących elementach konstrukcyjnych obiektu wykorzystywanych do ochrony odgromowej.
• odległość od miejsca zbliżenia w którym może wystąpić przeskok do najbliższego połączenia wyrównawczego lub ziemi (odległość liczona wzdłuż przewodów, w których płynie prąd piorunowy)….

Autorzy:
dr hab. inż. Andrzej Sowa – prof. Politechniki Białostockiej
mgr. inż. Krzysztof Wincencik – DEHN Polska Sp. z o.o.

Źródło: http://www.dehn.pl/docs/publikacje/odgromowa/artykuly/elektroinfo_5-2010.pdf

Upraszczając, odstęp izolacyjny,

czyli minimalna odległość pomiędzy elementami zewnętrznego LPS (zewnętrznej instalacji odgromowej) a innymi instalacjami znajdującymi się w budynku np.:

• przewodami instalacji elektrycznej,
• przewodami multimedialnymi np. głośnikowe, HDMI itp.
• przewodami teletechnicznymi np. skrętka komputerowa,
• przewodami monitoringu,
• przewodami antenowymi,
• stalowymi, aluminiowymi lub miedzianymi rurami np. CO,
• innymi elementami przewodzącymi prąd elektryczny.  

Minimalny, czyli ile?

Często spotykam się z tym pytaniem. Nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Każdorazowo należy obliczyć odstęp izolacyjny uwzględniając szereg parametrów.

Poglądowo możemy przyjąć, że minimalny odstęp izolacyjny powinien wynosić około 1 m.

Od każdego elementu LPS zewnętrznego należy zatoczyć okręg o promieniu 1 metra (ściana czy dach nie stanowi większej przeszkody). W promieniu minimalnego odstępu izolacyjnego nie powinny się znajdować żadne elementy przewodzące prąd.

Oczywiście odstęp izolacyjny można zmniejszyć stosując odpowiednie przegrody, lub wykonując izolowany LPS zewnętrzny.

Poniżej przedstawiam przykłady instalacji antenowej, monitoringu oraz doprowadzenia do budynku „internetu” w których minimalny odstęp izolacyjny NIE jest zachowany.

Zagadnienia związane z instalacją odgromową opisałem w osobnym artykule zatytułowanym: Instalacja odgromowa – jak prawidłowo wykonać?

Zabezpieczenie przed zanikiem zasilania

W przypadku budownictwa jednorodzinnego warto rozważyć zabezpieczenie przed zanikiem napięcia. Taka potrzeba ma swoje racjonalne uzasadnienie nie tylko na wypadek awarii i zasilania całego budynku, ale chociażby w postaci utrzymania zasilania wybranych obwodów:

• lodówki,
• pieca CO,
• alarmu,
• elektrycznie zasilanych rolet (przynajmniej aby je zamknąć).

Warto rozważyć zagwarantowanie zasilania do: oświetlenia w wybranych obwodów takich jak: korytarze, łazienka, kuchnia lub salon. Przydaje się zasilenie routera z funkcją Wi-Fi (dostęp do internetu z urządzeń mobilnych, laptopa) czy zasilanie TV. W tym wypadku nie można zapomnieć o zasilaniu awaryjnym „wzmacniaczy TV”.

Wcześniejsze omówienie możliwości takiego zasilania jest o tyle ważne, że projektant i instalator:

• na etapie kładzenia przewodów musi przewidzieć zasilenie tych urządzeń z osobnych obwodów,
• w rozdzielnicy musi przewidzieć miejsce na odpowiednie zabezpieczenia.

Rezerwowe zasilanie w zależności od potrzeb inwestora może być wykonane na agregacie prądotwórczym lub UPS. W przypadku UPS zasilanie sprawdza się raczej jako krótkotrwałe zasilanie urządzeń zużywających niewiele energii elektrycznej, lub do zrealizowania konkretnie zaplanowanej funkcji np. zamkniecie rolet.

Przykład

W domku jednorodzinnym posiadającym rolety z napędem elektrycznym. Inwestor chce aby po zaniku zasilania wszystkie rolety się automatycznie zamknęły. Rozwiązanie ma być w rozsądnej cenie i zrealizowane na UPS.

Czy jest to możliwe?

Zaczynamy od określenia warunków:

• rolety zasilane z 230 V AC,
• 12 szt. rolet okiennych w których moc każdego silnika wynosi 130 W,
• 3 szt. rolet drzwiowych w których moc każdego silnika wynosi 280 W.

Należy pamiętać, że rolety posiadają silniki jednofazowe o prostej konstrukcji. W trakcje rozruchu pobierają znacznie większy prąd niż w trakcie normalnej pracy co przedstawia wykres.

Chcąc zamknąć rolety zasilając je z UPS musimy przede wszystkim ograniczyć prąd rozruchowy.  Należy zagwarantować, że rolety nie ruszą wszystkie na raz, lecz zamykać się będą kaskadowo np. z 15 sekundowym opóźnieniem. W praktyce zacznie zamykać się jedna roleta, a po 15 sekundach zacznie zamykać się kolejna roleta itd.

Ze względu na zasilanie silników w roletach bardzo ważne jest aby UPS posiadał na wyjściu zasilania przebieg SINUSOIDALNY. 

W takiej sytuacji zastosować możemy np. UPS SMT750I produkcji APC lub inny o podobnych lub lepszych parametrach. 

Zasilanie rezerwowe możemy również zrealizować na agregacie prądotwórczym. W tym wypadku możemy zastosować agregat z startem ręcznym lub z autostartem. Z najpopularniejszych rozwiązań do wyboru mamy agregaty zasilane benzyną lub diesel.

Dobrze przemyślane, zaplanowane i przeliczone zagadnienie zasilania rezerwowego nie musi być drogie.

Tematykę zasilania rezerwowego omówię szczegółowo w innym artykule.

Zabezpieczenie przed iskrzeniem

Jedną z głównych przyczyn pożarów instalacji elektrycznych jest nadmierne wydzielanie się ciepła w miejscu uszkodzenia izolacji przewodu elektrycznego. Dzieje się to na skutek przepływającego prądu.

Podobna sytuacja występuje w miejscach połączenia przewodów z gniazdami znajdującymi się w ścianach, czy też bezpośrednio z odbiornikami energii elektrycznej. Wraz z obluzowaniem się przewodów w miejscu niepewnego styku dochodzi do iskrzenia.

Z jednej strony do uszkodzenia izolacji kabli może doprowadzić nasza nieuwaga, np. uszkodzenie izolacji w przedłużaczu, lub wiercenie otworu w ścianie, gdzie poprowadzona jest instalacja elektryczna.

Z drugiej strony materiał, z którego wykonana jest izolacja (polichlorek winylu, PVC), podlega procesom starzenia się, co w połączeniu z błędnym prowadzeniem przewodów (np. nadmierne zagięcie przewodu podczas prowadzenia instalacji) może powodować jego pęknięcie.

Dokładając do tego czynnik rozprzestrzeniający ogień tj. znajdujący się w pobliżu łatwopalny materiał w postaci np. elementów drewnianych, plastikowych części gniazdka, firan lub zasłon, prawdopodobieństwo wystąpienia pożaru w budynku jest bardzo duże.

Autor: mgr inż. Łukasz Barton – SIEMENS Sp. z o.o.

Większość osób spotkało się z często używanymi zwykłymi domowymi przedłużaczami, w których miejsce wprowadzenia przewodu do gniazda lub wtyczki jest mocno zużyte. Należałoby taki przedłużacz naprawić lub od razu wyrzucić. Niestety praktyka jest taka, że często takie przedłużacze stwarzając zagrożenie, są użytkowane przez nieświadomych konsekwencji użytkowników.  

Iskrzenie w elektronarzędziach

Nasuwa się pytanie, czy detektor iskrzenia nie będzie reagował i wyłączał zasilania na skutek iskrzenia występującego na szczotkach podczas normalnej pracy silnika np. wiertarki czy szlifierki kątowej? 

Aby detektor iskrzenia zadziałał musi wystąpić STABILNY łuk elektryczny, który jest w stanie wywołać pożar w instalacji elektrycznej. Takie zjawisko nie występuje w czasie normalnej pracy sprawnych elektronarzędzi.

Poniższa tabela przedstawia przykładowe detektory iskrzenia oraz sposób ich zamontowania.

Detektor iskrzenia AFDD 5SM6 do zastosowania z wyłącznikami nadprądowymi 1+N	Detektor iskrzenia AFDD 5SM6 do zastosowania z wyłącznikami róznicowo-nadprądowymi 1+N
Detektor iskrzenia 5SM6014-2 zamontowany do wyłącznika nadprądowego 5SY6025-7	Detektor iskrzenia 5SM6024-2 zamontowany do wyłącznika różnicowo-nadprądowego 5SU1 354-6KK25

Temat zabezpieczenia przed iskrzeniem AFDD omówię w osobnym artykule. 

Instalacja antenowa RTV, TV-SAT

Kilka lat temu oferta telewizji sprowadzała się do nadawania dwóch programów. Instalację w domku jednorodzinnym stanowiła antena zamocowana na balkonie i połączona przewodem z odbiornikiem telewizyjnym. Często spotykanym na domku jednorodzinnym widokiem było kilka anten z czego do każdej podłączony był jeden telewizor.

Od tego czasu lata 80/90 liczba programów znacznie wzrosła. Ogólnie dostępny stał się odbiór kanałów nadawanych poprzez system satelitarny. Kolejne lata to rozwój telewizji kablowej.

Obecnie trwa ciągły rozwój systemów bezprzewodowych, możliwe jest: korzystanie z internetu, prowadzenie rozmów telefonicznych, telemetria czyli monitorowanie alarmów, odczytywanie liczników (energii, gazu, wody).

Więcej na temat telemetrii znajdziesz w artykule: Telemetria – czyli zdalny odczyt liczników Zobacz >>

Rozwój techniki telewizyjnej i telekomunikacyjnej wymusza szybkie upowszechnienie nowoczesnych instalacji antenowych, tak jak kiedyś rozwój urządzeń elektrycznych wymusił coraz staranniejsze projektowanie i wykonywanie instalacji elektrycznej. Często zdarza się, że przewody instalacji antenowej, prowadzone w pośpiechu przez przypadkowe osoby, bez konsultacji ze specjalistami od poszczególnych instalacji powodują w przyszłości znaczne ograniczenia funkcji poszczególnych systemów.

Szerzej temat ten omówiłem w artykule zatytułowanym: Po co mi umowa? Zobacz >>

Anteny – rutyna i codzienność…

Obowiązujące przepisy Prawa Budowlanego określają konieczność projektowania instalacji telewizyjnych tylko w budynkach wielorodzinnych.

Brak regulacji odnośnie budownictwa jednorodzinnego pozostawia nieświadomych inwestorów na łasce elektryka lub wykwalifikowanej ekipy od montażu anten. Niestety firmy specjalizujące się w instalacjach antenowych przeważnie nie mają pojęcia na temat wpływu anten na skuteczność ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej. 

Na zdjęciu przedstawiłem LPS zewnętrzny (instalacje odgromową) wykonaną z miedzi. Po zakończeniu budowy inna firma zajmująca się instalacją TV zamontowała anteny. W przedstawionym przypadku taka instalacja anten powoduje, że instalacja odgromowa nie spełni swojego zadania.

W przypadku uderzenia pioruna w przedstawiony dom, prąd piorunowy zniszczy urządzenia antenowe, w tym telewizory, dekodery, tunery, następnie poprzez zasilacze dostanie się do instalacji elektrycznej. Jeśli wyładowanie atmosferyczne nastąpi nie w anteny, ale w inną część instalacji odgromowej, poprzez metalowe obejmy mocujące maszt antenowy do komina i zbyt mały odstęp izolacyjny pomiędzy instalacją odgromową a obejmami „piorun” również bez problemu dostanie się do instalacji antenowej a następnie do instalacji elektrycznej wywołując potężne szkody.  

Przedstawiony przykład pokazuje, jak ważne jest prawidłowe zaprojektowanie i skoordynowanie wszystkich instalacji znajdujących się w, i na budynku. Ze względu na złożoność i wzajemne zależności pomiędzy różnymi instalacjami, bez dobrze wykonanego i zrealizowanego projektu nie jest to możliwe.

Anteny – ważne pytania

Wracając do tematu, dobrze wykonana instalacja antenowa w domu jednorodzinnym powinna mieć możliwość podłączenia sygnałów telewizji naziemnej, kablowej i satelitarnej. Warto uwzględnić różne formy doprowadzenia sygnału np. telewizja kablowa doprowadzana do budynku za pomocą przewodu miedzianego lub światłowodu.

Instalację należy wykonać tak, aby ewentualna rozbudowa lub wymiana elementów nie wymagała remontów budowlanych. Wewnętrzna instalacja antenowa powinna być tak zaprojektowana, by w każdym wybranym pomieszczeniu znajdowało się gniazdko umożliwiające odbiór sygnału RTV, RTV-SAT.

Budując dom, na etapie wykonywania instalacji elektrycznej należy podjąć kilka ważnych decyzji dotyczących instalacji antenowej: 

• jakie sygnały (kanały) chcemy odbierać?
• Gdzie zostaną zamontowane anteny?
• Gdzie zostaną zamontowane: wzmacniacze antenowe, rozgałęźniki, odgałęźniki. itp.?
• W których pomieszczeniach i w którym miejscu ma być umieszczone gniazdko „antenowe”?
• Czy będziemy chcieli korzystać z funkcji PVR (nagrywanie) dostępnej w nowoczesnych urządzeniach np: TV, tunerach itp.?

Powyższe pytania może wydają się banalne, ale udzielone odpowiedzi wpływają na ilość użytych przewodów oraz na ilość koniecznej do wykonania pracy, a to ma już bezpośredni wpływ na cenę jaką będzie trzeba zapłacić instalatorowi.

O co chodzi?

Jakie sygnały (kanały) chcemy odbierać? 

Ważne aby zacząć od ustalenia co w przyszłości będziemy chcieli oglądać (w przypadku TV) lub słuchać (w przypadku radia). Nadajniki TV naziemnej DVB-T rozlokowane są w różnych częściach kraju, a sygnał zanim dotrze z nadajnika do naszego budynku napotyka różne przeszkody. Zdarza się, że sygnał z najbliższego nadajnika nie jest w naszej lokalizacji najlepszy, a antenę należy skierować na inny nadajnik. 

Zobacz dane nadajników TV naziemnej w Polsce >>

Interaktywna mapa DVB-T >>

Gdzie zostaną zamontowane anteny?

Wykwalifikowany monter systemów antenowych, dysponuje miernikami dzięki którym jeśli dostanie informacje jakie sygnały (kanały TV) chcemy odbierać, jest w stanie ustalić w którym miejscu lub w jakich miejscach na budynku należy umieścić anteny. Dzięki danym z miernika, jest w stanie dobrać odpowiednie rodzaje i odpowiednią ilość anten oraz określić, w którym kierunku dana antena ma być ustawiona.

Wiedza ta, pozwoli zaplanować ilość i wysokość masztów antenowych koniecznych do umieszczenia na budynku, oraz pozwoli na zaplanowanie sytemu zamocowania masztu do budynku. Dzięki temu będzie można zaprojektować działającą skutecznie ochronę LPS zewnętrznego (instalacja odgromowa).

Gdzie zostaną zamontowane: wzmacniacze antenowe, rozgałęźniki, odgałęźniki. itp.?

Ilość i rozmieszczenie masztów pozwoli zaplanować umieszczenie rozdzielnicy multimedialnej czyli miejsca, w którym zostaną zamontowane wzmacniacze antenowe oraz inne urządzenia służące do dalszej dystrybucji sygnału.

W których pomieszczeniach i w którym miejscu ma być umieszczone gniazdko „antenowe”?

Jeśli znane jest już miejsce zamontowania rozdzielnicy multimedialnej, można zaplanować sposób rozprowadzenia przewodów, z rozdzielnicy do poszczególnych gniazdek.

Czy będziemy chcieli korzystać z funkcji PVR (nagrywanie) dostępnej w nowoczesnych urządzeniach np: TV, tunerach itp.?

Od odpowiedzi na to pytanie zależy ilość przewodów jakie należy doprowadzić z rozdzielnicy multimedialnej do gniazdka antenowego.

• jeśli nie będziecie chcieli korzystać z funkcji PVR (nagrywanie) wystarczy jeden przewód,
• jeśli będziecie chcieli korzystać z nagrywania konieczne są dwa przewody.

Jak widzisz wszystko jest ze sobą mocno powiązane, zmiana jednego parametru pociąga za sobą zmiany w kolejnych elementach. 

Anteny – instalacja przelotowa czy gwieździsta?

Instalację antenową (ułożenie przewodów) można wykonać w sposób:

• przelotowy
• gwieździsty 

Obecnie coraz rzadziej wykonuje się instalacje przelotowe. W takiej instalacji przewód prowadzony jest od gniazdka do gniazdka, przez co zużycie przewodów jak również ilość wykonanej pracy jest zdecydowanie mniejsza a instalacja tańsza. 

Instalacja wykonana w systemie gwiazdy polega na wybraniu punktu centralnego np. rozdzielnica multimedialna, z której do każdego gniazdka układany jest osobny przewód lub przewody. Taki system jest droższy, ale uniwersalny i bardziej korzystny dla inwestora. Umożliwia łatwą przebudowę i rozbudowę jak również zmianę parametrów instalacji. W oparciu o system gwiazdy można wykonać instalację TV naziemnej oraz satelitarnej wykorzystującej multiswitch.

Ze względu na możliwość rozbudowy warto przewidzieć w rozdzielnicy multimedialnej spory zapas miejsca na montaż urządzeń i podłączenie dodatkowych przewodów.

Anteny – o czym jeszcze warto pamiętać?

W instalacji antenowej obowiązuje zasada, że wzmacniacz powinien znajdować się jak  najbliżej anteny. Idealnie do tego nadają się wzmacniacze montowane bezpośrednio na antenie, jednak ze względu na działanie warunków atmosferycznych oraz utrudniony dostęp są coraz rzadziej stosowane. Obecnie stosuje się wzmacniacze montowane wewnątrz pomieszczeń. Takie rozwiązanie w znacznym stopniu ułatwia regulację, zasilanie i ewentualną wymianę.

Urządzenia elektroniczne nie lubią wysokich oraz bardzo niskich temperatur. Wybierając miejsce do zamontowania rozdzielnicy multimedialnej (wzmacniaczy, zasilaczy itd.) należy uwzględnić panujące warunki temperaturowe. Szczególnie zabójcza dla urządzeń elektronicznych może być pełnia lata, gdzie temperatura w słońcu potrafi przekroczyć 40 ^oC a na strychu może być znacznie wyższa. Również zimą temperatura na strychu potrafi spaść znacznie poniżej -15 ^oC. 

Producenci w kartach katalogowych swoich urządzeń podają minimalną i maksymalna temperaturę pracy urządzeń, należy uwzględnić to podczas projektowania instalacji antenowej. 

Szczegóły mają znaczenie

W instalacji antenowej występuje wiele bardzo podobnych do siebie urządzeń pełniących różne funkcje (przykład poniżej). 

Rozgałęźnik TV	Odgałęźnik TV

Osoby bez specjalistycznej wiedzy nie powinny brać się za dobór elementów do nowoczesnej instalacji antenowej. 

Bardzo ważnym lecz często zapominanym drobiazgiem, jest doprowadzenie uziemienia bezpośrednio do miejsca montażu poszczególnych elementów instalacji antenowej. Uziemienie prowadzimy określonym przekrojem przewodu, z szyny wyrównania potencjałów do urządzeń antenowych.

Zwróć uwagę, w przedstawionych powyżej elementach znajdują się zaciski śrubowe do których należy przymocować przewód o odpowiedniej średnicy, połączony z szyną wyrównania potencjałów. 

Zagadnienie zostało szerzej omówione w artykule: Ile za elektryka, czyli za co płacisz elektrykowi?

Nie zaszkodzi, gdy na etapie budowy na poddasze zostanie doprowadzona bednarka, łącząca główną szynę wyrównania potencjałów z lokalną szyną ekwipotencjalną umieszczoną na poddaszu. 

W skrócie omówiłem instalacje antenowe w budownictwie jednorodzinnym. Szerzej temat ten poruszę w osobnym artykule.

LAN i WLAN czyli internet

Na etapie układania przewodów instalacji elektrycznej warto położyć przewody sieci LAN oraz rozplanować umieszczenie urządzeń odpowiedzialnych za sieć WLAN. 

W naszym przypadku budowa, remont domu lub mieszkania:

• LAN czyli przewodowa lokalna (domowa) sieć komputerowa. 
• WLAN czyli bezprzewodowa lokalna (domowa) sieć komputerowa np. Wi-Fi

Wielu elektryków internet kojarzy z odpowiednią wtyczką i kabelkiem czyli skrętką komputerową. Często nie są świadomi skomplikowanej technologii i wagi jaką na końcowy efekt ma samo ułożenie, a później zarobienie skrętki komputerowej. W bardzo dużym skrócie postaram się przybliżyć rozwój internetu w naszych domach w ostatnich latach.

Jeśli czytasz ten tekst, oznacza to, że jesteś użytkownikiem internetu i jesteś zainteresowany, aby internet działał z maksymalną szybkością jaką udostępnia lokalny dostawca.

Jak zmieniał się dostęp do internetu?

Czyli skrócona historia dostępu do internetu w kilku zdaniach.

Jeszcze kilka lat temu, końcówka lat 90-tych, standardem był „modem” (od MOdulator-DEModulator), do którego wpinało się kabel telefoniczny. Modemy wewnętrzne (montowane w formie karty rozszerzeń do komputera) lub zewnętrzne (podpinane do komputera kable COM  standard RS-232). Jak niektórzy pamiętają nawiązanie połączenia przez moment blokowało telefon stacjonarny a samemu procesowi wdzwaniania towarzyszył charakterystyczny dźwięk. Prędkość maksymalna to 56 kbps.

Łącza szerokopasmowe

Później nadeszła era łącz szerokopasmowych, z których najpopularniejszą było SDI (Szerokopasmowy Dostęp Internetowy) od TP (Telekomunikacji Polskiej). Jej odpowiednik z Dialogu to CDI (Cyfrowy Dostęp Internetowy). Obie usługi działały na technologi ISDN 2B+D, czyli zajmowały 2 kanały, każdy do 64 kbps, co razem dawało maksymalną przepustowość 128 kbps. Prędkość ta o połowę spadała, podczas prowadzenia rozmowy telefonicznej (wyłączał się jeden kanał).

Do usług SDI i CDI operatorzy dawali swoje urządzenie (modem), które to kablem COM było podpinane do komputera. Z uwagi na maksymalną przepustowość portu COM do 115 200 bps, nie można było uzyskać pełnej przepustowości 128 kbps. Rozwiązaniem było użycie własnego modemu ISDN, który w formie karty rozszerzeń montowało się do komputera.

Chcąc podzielić taką usługę na kilka komputerów, trzeba było zastosować „router”. Router umożliwia korzystanie wielu adresom prywatnym z jednego adresu publicznego – tworzy tablicę adresów NAT. Routerem zatem jest każde urządzenie, które umożliwia trasowanie połączeń między dwoma podsieciami. Może to być urządzenie stacjonarne, dedykowane (mówimy wtedy o sprzętowym) lub komputer z dwoma kartami sieciowymi (np. modemem ISDN i kartą LAN), który to za pośrednictwem oprogramowania pełni funkcję routera (mowa wtedy o routerze programowym).

ADSL

Kolejną milową technologią po ISDN był ADSL i słynna Neostrada. W przypadku tej usługi operator przeważnie dawał modem, do którego wpinało się kabel telefoniczny, zaś do komputera łączyło się go za pomocą kabla USB. Najpopularniejszy modem do usługi Neostrady to Sagem F@st 800. Inne znane usługi to DSL od TP dla klientów biznesowych oraz Dialnet z Dialogu (obecnie Netia). W przypadku tych usług operator dostarczał modemy, do których wpinało się linie telefoniczną a do komputera prowadził kabel LAN.

Dopiero tak naprawdę w tym momencie masowo zaczęły pojawiać się na rynku routery SOHO (Small Office Home Office). Routery ADSL miały w sobie wbudowany modem, zatem wprost do niego wpinało się kabel telefoniczny a następnie za pośrednictwem wbudowanego switcha łączyło się komputery siecią LAN. Routery xDSL nie miały wbudowanego modemu, zatem trzeba było wykorzystać urządzenie operatora np. Siemens speed stream 4100, który był często dawany do usługi TP DSL. Jednym z najbardziej rozpoznawalnych routerów SOHO był bez wątpienia Linksys WRT54GL oraz jego odmiany 54G i 54GS.

Dziś technologia bardzo szybko się rozwija, już nie tylko: komputery stacjonarne, smartfony, tablety czy laptopy wymagają podłączenia do internetu. Często do internetu podłącza się również telewizory,  kamery, czy oświetlenie. Tak! Domowe oświetlenie też można podłączyć do internetu, jeśli chcemy w pełni wykorzystywać możliwości jakie daje technologia.

Jako przykład może posłużyć oświetlenie Hue Philips.  

Jak dostarczany jest internet?

Obecnie budując dom z wyprzedzeniem warto zastanowić się w jaki sposób internet będzie dostarczany do naszego domu?

Możliwości jest kilka:

• internet kablowy, czyli do domu doprowadzony jest przewód do którego podłączany jest router lub modem,
• internet światłowodowy, czyli do domu doprowadzony jest światłowód do którego podłączony jest router,
• internet radiowy, czyli na budynku zainstalowana jest specjalna antena, która przewodem połączona jest z routerem lub modemem.

Praktycznie w dwóch pierwszych przypadkach do budynku internet doprowadzony jest „ziemią”. W trzecim przypadku internet doprowadzany jest z dachu, ma to duże znaczenie na przygotowanie odpowiednich przewodów.

Ile i jakie urządzenia będą korzystać z internetu?

Jakie urządzenia będziesz chciał podłączyć do internetu (sieci LAN) za pomocą przewodu? Warto przemyśleć każde pomieszczenie w budynku, i zastanowić się czy będzie tam potrzebne gniazdko, do którego za pomocą przewodu można będzie podłączyć do internetu wybrane urządzenia.

KAŻDE pomieszczenie? Czy to nie przesada? 

Moim zdaniem nie. Są piece centralnego ogrzewania w których sterowniki podłącza się do internetu. Są klimatyzatory, które również wymagają podłączenia do internetu, niektóre modele lodówek również wymagają internetu. Poza tym różnego rodzaju odbiorniki radiowe itd…

Wymieniać mógłbym długo. Na etapie budowy, lepiej temat raz dokładnie przemyśleć niż później żałować, że brakuje jakiegoś kabelka…

Czy zastanawiasz się nad Wi-Fi? 

Po co? Przecież mój router ma Wi-Fi. 

Osoby, które do tej pory mieszkały w bloku, mogą nie zdawać sobie sprawy, że Wi-Fi w domku jednorodzinnym jest dużo bardziej skomplikowane niż Wi-Fi w bloku.

Dlaczego? 

Domek to zdecydowanie większy teren, większość osób chce mieć również dobry zasięg Wi-Fi w ogrodzie, z przodu jak i z tyłu domu (na całym swoim terenie). 

A u sąsiada działa.

Każdy dom jest inny. Nawet jeśli weźmiemy dwa identyczne projekty, końcowy efekt (mam na myśli Wi-Fi) może być różny. Mając dwa identyczne routery z Wi-Fi, sąsiad może mieć dobry zasięg w domu i na zewnątrz, natomiast u Ciebie zasięg w domu może być bardzo słaby, na zewnątrz możesz praktycznie nie mieć sygnału.

Wszystko zależy od:

• miejsca zamontowania routera,
• materiału z jakiego wykonane są ściany (działowe i nośne),
• materiału z jakiego wykonany jest strop,
• materiału z jakiego wykonany jest dach,
• materiału jakim wykończony został dom:
  • podłoga (płytki, panele, parkiet, posadzka żywiczna)
  • ściany (tapeta, farba, boazeria, panele, kafelki, kamień naturalny) 
• konkretnych rozwiązań budowlanych np. zastosowanie mat termoizolacyjnych z folią aluminiową.
• Zewnętrznych rolet zamontowanych na oknach. Zasięg Wi-Fi może się zmieniać w zależności czy rolety są otwarte czy zamknięte.

Wi-Fi

Podobnie jak każda inna fala radiowa w tym również fale „telefonów komórkowych”  Wi-Fi jest falą elektromagnetyczną. Materiały budowlane stanowią przeszkodę dla przenikania fal elektromagnetycznych. Czym więcej przeszkód fala elektromagnetyczna musi pokonać aby dotrzeć z nadajnika (np. router) do odbiornika (np. smartfon) tym jej siła jest mniejsza. Popularnie mówimy, że zasięg jest słaby. 

Na poniższej grafice obrazującej promieniowanie elektromagnetyczne fale Wi-Fi zaliczymy do fal mikrofalowych.

Tłumienie sygnału Wi-Fi

W uproszczeniu sieć Wi-Fi wykorzystuje dwa pasma częstotliwości: 2,4 GHz oraz 5 GHz. 

• 2,4 GHz – jest starszą technologią, obecnie bardzo popularną. Przesył danych jest wolniejszy niż w przypadku częstotliwości 5 GHz.
• 5 GHz – jest technologią nowszą, szybszą niż 2,4 GHz, lecz jej zasięg jest odczuwalnie słabszy niż w przypadku 2,4 GHz. Szczególnie odczuwalne jest to jeśli na drodze mamy przeszkody typu ściany, stropy…

Każda przeszkoda, która stoi na drodze sygnału Wi-Fi powoduje jego osłabienie nazywane tłumieniem. Tłumienie niektórych elementów charakterystycznych dla środowiska wewnątrz budynków w pasmie 2,4 GHz przedstawia poniższa poglądowa tabela:

Nazwa elementu	Materiał	Grubość	Tłumienie
Ściana wewnętrzna	cegła	10 cm	7 dB
Ściana zewnętrzna	cegła	30 cm	9 dB
Ściana działowa	rigips + wełna szklana	7 cm	2 dB
Strop	beton	30 cm	11 dB
Okno	szkło	2x szyba + 1 cm przerwy	4,5 dB
Drzwi	drewno	4 cm	2,5 dB

Źródło: https://www.bestpartner.pl/index.php?d=porada21

Chcąc orientacyjnie odnieść straty sygnału Wi-Fi w porównaniu do siły domowego routera spotkamy drobną trudność. Tłumienie materiałów budowlanych podawane jest w dB, natomiast w routerach producenci podają parametr dBm. Wartości dB i dBm są wartościami logarytmicznymi więc nie można ich w prosty sposób dodawać lub odejmować.

Dla „twardzieli”

Osoby szczególnie zainteresowane odsyłam do wzorów 🙂

Ogólny wzór:

dla dB             P[dB] = 10log (P[W] / Po[W])              

dla dBm          P[dBm] = 10log (P[W] / 1 mW)

gdzie: Po – oznacza moc odniesienia

Oraz do opracowania: Wpływ zastosowanej technologii budowlanej na propagację fali elektromagnetycznej, autorstwa dr inż. Agnieszki Choroszucho z Politechniki Białostockiej, Wydział Elektryczny,  Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologi. Czytaj artykuł >>

Ciekawostka

W wybranych pomieszczeniach np. sypialnia lub pokój dziecka możesz świadomie ograniczyć działanie telefonów komórkowych, lub sieci Wi-Fi za pomocą farby ekranującej. Jako przykład może posłużyć produkt Selena NoEM więcej >>

Wi-Fi, o czym jeszcze warto pamiętać?

W domku jednorodzinnym warto zastanowić się nad umieszczeniem poza routerem, kilku access point-ów, czyli urządzeń, które z routerem połączone są za pomocą kabla (najczęściej skrętki komputerowej) i emitują sieć Wi-Fi.

Nie można zapomnieć, że access point jak każde urządzenie elektroniczne wymaga zasilania.

Zasilanie access point – możemy przyjąć dwa najczęściej spotykane standardy:

• z gniazdka sieciowego 230 V AC za pomocą zasilacza najczęściej dostarczonego z urządzeniem
• PoE czyli zasilenie np. access point jednym kablem (skrętką komputerową) która pełni funkcję kabla zasilającego i kabla przesyłającego dane.

Podsumowanie: LAN i WLAN czyli internet w domu

Dobrze przemyśl jak chcesz użytkować dom.

Zastanówcie się jakie urządzenia będą korzystały z internetu oraz gdzie będą umieszczone. Wiem, że wielu rzeczy na etapie budowy nie da się przewidzieć, warto stosować zasadę „od przybytku głowa nie boli” czyli warto położyć dodatkowe przewody (skrętki komputerowe) oraz doprowadzić dodatkowe zasilanie (gniazdo 230 V) pod ewentualny zasilacz jeśli okaże się, że zainstalowane urządzenie nie ma zasilania PoE.

Ustal w jaki sposób chcesz korzystać z „urządzeń sieciowych”.

Zastanówcie się jakie możliwości dają obecne urządzenia np. NAS. Ustalcie jakimi funkcjonalnościami jesteście zainteresowani? W jaki sposób urządzenia mają być ze sobą połączone, ile miejsca zajmują? Wyznaczcie miejsca, w których będziecie chcieli zamontować urządzenia i nie zapomnijcie o miejscu na zapas przewodów 🙂 

Są różne modele routerów i access point.

Stojące, wiszące na ścianie lub suficie. Pomyśl jak zamocujesz swoje urządzenie oraz jak podłączysz ewentualny zasilacz. Zasilacze często są sporych rozmiarów i nie są zbyt estetycznym elementem np. w gniazdku pod sufitem.

Uwzględnij ilość przewodów.

W zależności od przyjętego rodzaju oprzewodowania budynku (struktura gwiazdy, może drzewa) do punktu centralnego np rozdzielnicy multimedialnej może dochodzić naprawdę dużo przewodów, rozdzielnica musi być na tyle duża, aby pomieścić urządzenia oraz zapas przewodów.

W sieci LAN dobrze sprawdza się topologia gwiazdy, czyli od każdego gniazdka do routera prowadzony jest osobny przewód. Rozwiązanie wymaga położenia zdecydowane większej ilości przewodów, ale w przyszłości daje dużo więcej możliwości, np. rozbudowę do struktury drzewa.

Punkt centralny

Podobnie jak w przypadku anten telewizyjnych należy wyznaczyć „centralne” miejsce na zamontowanie routera, do którego schodzić się będą wszystkie skrętki komputerowe (LAN) z całego domu (struktura gwiazdy). Nie zapomnij do routera doprowadzić przewodu, lub światłowodu którym dostawca internetu doprowadzi Ci sieć internetową. Polecam rozważyć zamontowanie w ścianie domu rurki popularnie zwanej peszlem, którym będzie można przeciągnąć dodatkowy przewód lub światłowód. Peszel na zewnątrz budynku może kończyć się w puszce, a drugi koniec może znajdować się w pobliżu rutera. 

Dodatkowa skrętka

Warto poprowadzić dodatkową skrętkę komputerową pomiędzy routerem, a centralnym punktem w którym mieszczą się wzmacniacze antenowe oraz pozostały sprzęt TV nazwałem to miejsce rozdzielnicą multimedialną.

Temperatura

Urządzenia sieciowe, podobnie jak urządzenia antenowe mają wyznaczony przez producenta zakres temperatur w których pracują prawidłowo. Przemyśl czy montaż np. na strychu będzie odpowiedni?

Dodatkowe gniazda

Urządzenia sieciowe mają przeważnie sporo różnego rodzaju gniazd. Zwróć uwagę aby urządzenie montować w czystym pomieszczeniu lub w obudowie, która ochroni np. router przed pyłem i kurzem. To zagadnienie omówiłem w artykule: Ile za elektryka? W dziale Zabezpieczenie przed dotykiem, pyłem i płynami.

Dodatkowa obudowa… znów trzeba przemyśleć zagadnienia związane z temperaturą…

W tej części tylko pobieżnie omówiłem kilka zagadnień dotyczących LAN i WLAN. Nie poruszyłem zagadnienia doboru przewodów, które tylko pozornie wydaje się proste. Dobrze zaplanowana sieć LAN wymaga konsultacji z fachowcem, który zaplanuje, wykona i weźmie odpowiedzialność za prawidłowe i zgodne z oczekiwaniem inwestora działanie całej domowej sieci internetowej.  

Ciekawostka

Jeśli mimo wszystko zapomnisz o jakimś przewodzie (skrętce komputerowej), może warto zainteresować się przesyłem internetu za pośrednictwem instalacji elektrycznej czyli sieci 230 V? 

Zgadza się, internet można przesyłać poprzez znajdującą się w budynku instalację elektryczną. Jak wszystko, rozwiązanie to ma to swoje zalety, jak i wady. Taki rodzaj sieci nazywamy siecią PLC od PowerLine Communication.

Zagadnienia związane z LAN i WLAN poruszę szerzej w osobnym artykule.

Zainteresował Cię temat instalacji elektrycznej?

Zagadnienie szeroko pojętej instalacji elektrycznej będę kontynuował w cyklu artykułów, które ukażą się niebawem. Kolejny zatytułowany: O czym pamiętać w instalacji elektrycznej? Część 2, poruszy tematykę:

• Domofonu,
• wideodomofonu,
• monitoringu.
• Zewnętrznych rolet sterowanych elektrycznie,
• bram sterowanych elektrycznie,
• wentylacji, 
• alarmu,
• kontroli dostępu
• itd.

Osobom budującym dom polecam artykuły:

Inteligentny budynek, ile kosztuje?
Inteligentny Dom, jaki system wybrać?
Ile za elektryka, czyli za co płacisz elektrykowi?
Po co mi umowa?

Pamiętaj

Instalacja jest tak bezpieczna, jak jej najsłabszy element. 

A Ty co sądzisz w tym temacie? Zamieść swój komentarz.

Udostępniaj LEGALNIE! Czyli jak? Zobacz >>